Преобразователь изображения

 

Изобретение относится к оптоэлектронике и может найти применение в автоматике , вычислительной технике, телевидении и голографии. Цель изобретения - повышение контраста изображения. В преобразователе изображения, содержащем последовательно расположенные входной прозрачный проводящий электрод, первый слой диэлектрика, слой высокоомного фоточувствительного кристалла, светоизолирующий слой, диэлектрическое зеркало, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный проводящий электрод, слои диэлектрика выполнены в виде матрицы дискретных микроотверстий с размещенными в них светофильтрами . При этом фильтры одинакового цвета в обоих слоях диэлектрика имеют одинаковые пространственные координаты , 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 02 Е 1/135

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745891/25 (22) 22.08.89 (46) 23,11.91. Бюл. f4 43 (71) Курский политехнический институт (72) Е.А.Спирин, И.С.Захаров и Г.M.Ìîêðoóсов (53) 535.8(088.8) (56) Hou S.L., Oliver 0.S, AppL Рйуз, Lett.

1971, ч. 18, 1Ф 8, р. 325-328..

Васильев А.А. и др. Пространственные модуляторы света. — M.:ðàäèî и связь, 1987, с. 146. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к оптоэлектронике и может найти применение в автоматике, вычислительной технике, телевидении и

Изобретение относится к оптоэлектронике, так как связано с обработкой и преобразованием оптической информации и может найти широкое применение в автоматике, вычислительной технике, телевидении и голографии.

Известен преобразователь изображения, выполненный в виде структуры: входной прозрачный электрод, первый слой диэлектрика, высокоомный фоточувствительный полупроводник, обладающий линейным электрооптическим эффектом, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный проводящий электрод. Запись изображения в этом устройстве осуществляется при воздействии света, к которому чувствителен высокоомный фоточувствительный полупроводник, через входной прозрачный проводящий электрод по всей рабочей поверхности полупроводника при приближении к электродам внешнего наг, SU 1693580 А1 голографии. Цель изобретения — повышение контраста изображения. В преобразователе изображения, содержащем последовательно расположенные входной прозрачный проводящий электрод, первый слой диэлектрика, слой высокоомного фоточувствительного кристалла, светоизолирующий слой, диэлектрическое зеркало, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный проводящий электрод, слои диэлектрика выполнены в виде матрицы дискретных микроотверстий с размещенными в них светофильтрами, При этом фильтры одинакового цвета в обоих слоях диэлектрика имеют одинаковые пространственные координаты, 2 ил. пряжения. Регистрируемое изображение хранится в виде зарядного рельефа на границе раздела полупроводник — диэлектрик.

Считывание записанного иэображения проводится полязированным нейтральным для полупроводника светом в режиме "на просвет" за счет- электрооптического эффекта в полупроводнике, Недостатком этого устройства является обработка и преобразование регистрируемых объектов по яркости серого тона в черно-белом или монохроматическом иэображении. В результате на преобразованном изображении цветной объект обесцвечивается, а его цветовые оттенки и детали исчезают вообще. Кроме того, для обеспечения разрешающей способности и контраста иэображения необходимо приложение высоких рабочих напряжений ввиду больших полуволновых напряжений в ис1(6ь3580 пол ьзуемых элек1 рооп тических кристалл(ах (обычно это кристаллы типа силленита), Наиболее близким тех(4ическим решением является преобразовател(- изобоажения, выполненный в виде структуры

ВКОДНОЙ IlPOÇPB÷íûé электРОД, Г18Рвый слОЙ диэлектрика, высокоомный фоточувствительныЙ пОлУпРОВОДник, c8870N(ÇQJIMP!/ю" щий слой, диэлектричесKoe 38pKBJ!(0, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный электрод. Б данном устройстве регистрация изОбражения пр(РВОдится в фо ; ",.- -!>,"Вствительном полупрое(однике, а 8ГО;".Чи7ыВание с Помощью электрооптического (жидкс(го) кристалла. Регистрируемое изображение В виде зарядового рельефа находится на, ранице раздела фоточувствительный полупроводник — диэлектрик. При использовании в такОм преобрззовате)18 и"". Ображения с!(;®Iентационных (полевых) эффектов В жидких кристаллах можно управлять изменением фазовой задержки в ц((ироких пределах. Зтс) позволяет создавать 0(обра>ка!0(цие устРойства с псевдоцветным изобра)кением, когда определенному уровню ffpKocTM ceрого тон" В исходных изобра>ке(414я. соот" аетствует определенный цвет в преобразованных изображениях, НВДОстзтком этОГО уст))ойства ЯвляетсЯ низкий KQHTp3cò fip605p33083! If!0rG изоб(!(3жвния.

Целью N306P878Hl ЯВЯЯ07(=Я rIOBblLLIBние контраста изображения, Для этого слои диэлектрик3 Выполнены

8 Вид6 планарной мат()ицы дискретных микроотверстий, в которых г(ериодически pacIloJI0)K8HbI наборы светофильтров, при этом

8 Обоих слОях диэлектриков пространств(8(-(ные координаты светофильтров с одинаковыми сп6ктральнь)ми )(3pBK7epM<",7иками совпадают, Записывающий свет спектральног0 состава 6А11 достига<ьт:.1086Р (1(0(ти ФоточувствительнОГО fIQJI«прОводника, Вызывая в нем генерацию,и нформационных носите.— лей заряда тОлькО на учас7((ах матрицы Г(од соответств(ующими дЗнной длине ВОлны фильтрами, В Результй е дискретного Г!»(3ложения спектра ззписывак)ьц(ЗГО с8873 Г(утем фильтрации сОВОкупно(т ьн) ЦВетн1ях фильтров в первом диз))ектрическ(!м сл(зе

rIpoNc>(GANT преобразование спектра запиСЫВЗЮЩего СВЕТЗ .8 СООТВетству101Ц(и)11 ef4

Зарядовый Рельеф в Объеме фоточувствительного, пОлупроводника. 370 привОдит к модуляции падений напрях<ен ;.1я на соотВетствуюц)(их данной длине Волны уча(стк эх матрицы BTopof о диэл(вктричес((ОГО слОЙ, совмещенных с идентичными участками перО

1О . ( (G Я

) (-",,.(О к1!

, .;1( -::0

ВОГО ДиэлектричаскОГО слоя. Г(од Действием считываюьцеГО поляризованнОГО с8678 в ре жиме На (!Тражеь(ие II . Выходе Цветофильтровой матрицы второr0 диэлектрического слоя формируется цвзтное изображение, 8

ТОЧНОСТ(А COOTBBYCTB(J IQLU86 ИСХОДНОМУ РВГИстрируемому изображе(4и(<).

На фиГ. ". ((Редстав«:=на схема преобра308376ЛЯ M305PBNBH!I" " Mf 2 фРагм.,н-, поперечноГО,"e(!ения,((излектрическОГО

СЛОЯ, Г1реобра(зователь (<(!ИГ, i и 2) содержит

33Г(исыва(оший сает 1 8 Диапазоне Длин волн Ai.

ЛД11, ВХОДМОЙ п(РОЗ:вачный гIP080,(tffÙMé электрод 4, пер(выЙ cJ.Oé диэлектрика 5, CJIGM 070(.УвСтвит8льн0Г0 BblCQK0Of4HOf 0 кристалла 6 СВ8 (Оизол()руюгций слой /, диэл6ктрическ08 Зеркало 8, слОЙ электр00птического крис .алла 9, ;-TOpOM слой диэл8ктрика (0, ВыхОднОЙ прозрачный проводя Дий электрод 11, считываюьций свет

12 спектрально "0 сОстава ЬА02., анализа70р I3, промодулированный по интенс 8ности считываюыий cae(14 Ы12, источник

15 BHefuH";Гс напряже;- ия, светофильтры

16 — ": 8.

Г1ревб;...азовгтель изображен 4я ра 0(а" ет .следую(цим 0 )разОМ

В исходном состс(ян(ии при Отсутствии

ЗЗПИСЬ(ЕЗЮLLIBI f(O QCBGYI(N 1 (фиг. () CO СПЕКтром длин волн А 01 напряжение U(>t rlpMложенное к стоуктуре, делигся на слоях фоточувствительного кристалла 6 и злектроОптическоГО KpMста((л(3 9 0006тно f1 p0!10pL(иОнально их емкостям, Запись транспаранта 2 осущеста,"..Яется только со с Оро(4ы слся первого дииз!(ектри3KTM8I-;bi!4 для Bb, .lKQO 4HOre фот((чувстВит8льноГО кристалла 6 светом

L спект))альнОГО с0с7388 5.Ф) (пои приложенном к стРУКГУР8 В(46((8 не(4 I-. ЭГ1РЯЖ814ии 00

I 1(-ОМОДУЛ((0(ВBBI4Hblfl(ПС !4TBHCMBHQCTM Б CQO 88ТСТВMM С ПРОЗРЗЧ iOC,Ь(<(703НС! (ЗРЗНТВ аписыгаюший св-. 3 спектрального сoc73ва ЛА11 и )Оход(ит " 18Р83 Входной пРОЗРачный злектоод 4 M дости(ает слоя n?080rO диэлектрика 5,;<070Г)ый Bb(f10JIHBH в виде планарной матрицы )яикроотверстий, 8 к0

Yopbf>(peer с JI0>Ke bi) (ват(п(()и i(ьгры 1 г. 18 (в данном случае ссвсl"., ïHOcTü фильтров сс т»!Вх эл -ме(! (-=. пр" не"- б> ((димо сти можно Выорать друг„e их количество, при этом из;46(-(ится разреша ащая с loc06flQC. b устройства), !.3>Kp 4É 3J16MeH совок)(rIмбсти фильтров прозоа IBH для стрОГО определенноЙ Длины волны, Г)с!Этому на выходе слОЙ 18pBQf0 диЗлек7ри!<а записываю5

11

50 щий свет оказывается разложенным по спектру в соответствии с цветом материалов фильтров, а распределение его интенсивностей по площади определяется прозрачностью транспаранта и цветофильтров.

Свет, прошедший слой первого диэлектрика, попадает на полупроводник, в котором происходит генерация информационных носителей заряда. Концентрация генерированных носителей заряда под каждым светофильтром 16 —. 18 определяется распределением интенсивности записыВающего сета на их выходе и коэффициентами поглощения, характерными для заданных светофильтрами длин волн.

Под действием приложенного напряжения информационные носители заряда движутся к границе раздела полупроводник— диэлектрик, Образуя зарядовый рельеф регистрируемого цветного изображения. Возникновение информационных носителей заряда в полупроводнике 6 при воздействии записывающего света приводит к перераспределению (модуляции) падений напряжения на полупроводнике и слоях первого 5 и второго 10 диэлетриков, Считывание скрытого изображения осуществляется постоянно действующим поляризованным светом 12, спектральный состав которого Akyz включает и длины волн, характерные для светофильтров, Считывающий свет проходит через анализатор

13 (в качестве анализатора в этом случае может быть использована призма Глана), ВыхОДнОЙ прозрачный электроД 11 и Достигает поверхности слоя второго диэлектрика, в виде планарной матрицы микроотверстий, заполненных материалом периодически расположенных светофильтров. После слоя второго диэлектрика разложенный в спектр поляризованный считывающий свет проходит электрооптический кристалл 9. Достигая диэлектрического зеркала 8 и отражаясь от его поверхности, он выходит иэ структуры через выходной прозрачный электрод 11.

Для исключения попадания считывающего света в фоточувствительный полупроводник

6 через диэлектрическое зеркало 8, которое привело бы к размазыванию изображения, и развязки каналов записи и считывания использован светоизолирующий слой 7.

На выходе каждого участка структуры считываЮщий свет промодучир ..Хван по фазе в соответствии с распределением падений напряжения по участкам площади фоточувствительного полупроводника, соответствующим распределению концентрации информационных носителей заряда. Промодулированный по фазе считываний свет с помощью анализатора 13 преобразуется в модулированный по интенсивности свет 14 спектрального состава. ЛА г, и регистрируемое изображение транспаранта 2 передается в дальнейшие каналы его обработки, Поскольку светофильтры 16 — 18 в первом и вторЬм слоях диэлектрика совмещены в плоскости изображения, то спектральные составы записывающего света, вызывающего генерацию информационных носителей заряда в полупроводнике 6, и считывающего света после анализатора 13 одинаковы.

Поэтому цветовые оттенки воспроизводимого изображения и записываемого совпадают.

Предлагаемый преобразователь позволяет воспроизводить цветное изображение, идентичное регистрируемому. Использование считываю его монохроматического поляризованногс света дает возможность расширить шкал градиента яркости монохроматического изображения, а также выделить его Отдельные детали.

Формула изобретения

Преобразователь изображения, содержащий последовательно расположенные входной прозрачный электрод, первый слой диэлектрика, слой высокоомного фоточувстВительного полупроводника, светоизолирующий слой, диэлектрическое зеркало, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный электрод, отл ича ю щи йся тем, что, с целью повышения контраста изображения, слои первого и второго диэлектриков выполнены в виде планарной матрицы дискретных микроотверстий с периодически расположенными в них наборами светофильтров, при этом в обоих слоях диэлектриков светофильтры расположены так, что пространственные координаты светофильтров с одинаковыми спектральными характеристиками пропускания одинаковы, 16935BG

АЯ. /

Ф.1

Составитель Н Назарова

Техред M.ÌoðreíTàë Корректор Л. Бескид

Редактор М, Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4077 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5